Зарядка сотовых базовых станций в этом году обойдется миру в 36 миллиардов долларов. На это понадобится почти 1% вырабатываемой электроэнергии. Значительная ее часть расходуется из-за низкого КПД чипа-усилителя, преобразовывающего электричество в радиосигналы.

Подобной проблемы не лишены и смартфоны — этот показатель для чипов, установленных в них, не превышает 35%. Представители фирмы Eta Devices, основанной двумя профессорами Массачусетского технологического института, утверждают, что они смогли решить проблему, разработав чип принципиально нового типа. Благодаря новинке потребление усилителем электроэнергии должно сократиться вдвое.

В чипах-усилителях используются транзисторы, потребляющие электричество в двух режимах: спящем и режиме передачи сигнала. Единственный способ улучшить их эффективность – снизить потребление электроэнергии в спящем режиме. Однако резкий переход из одного режима в другой искажает сигналы, потому на сегодняшний день потребление электроэнергии в спящем режиме очень высоко.

Положение усугубляется для устройств и сетей, способных передавать данные на высоких скоростях. В этом случае в спящем режиме усилители в общем расходуют больше энергии, чем при передаче данных. Из-за этого и греется телефон, говорит один из основателей фирмы Джоел Доусон.

 

То, что предлагают изобретатели, можно сравнить со сверхскоростной коробкой передач. Устройство выбирает между напряжениями, которые можно подать на транзистор, и останавливается на том, которое минимизирует потребление электроэнергии. За одну секунду происходит 20 миллионов операций.

Таким образом инженеры решают проблему потребления не только при передаче, но и при приеме сигнала. По словам Доусона, многие не осознают, что усилитель работает и, например, при просмотре видео с YouTube – он постоянно отправляет сигналы о подтверждении приема пакетов.

Свое изобретение Eta Devices представят в феврале на Всемирном мобильном конгрессе в Барселоне. Сначала устройства хотят предложить развивающимся странам, где 640 тысяч дизельных генераторов вырабатывают электричество для базовых станций, сжигая топливо на 15 миллиардов долларов.

Что касается рынка смартфонов, то в фирме надеются создать универсальный чип-усилитель, который сам сможет обслуживать различные режимы и частоты, используемые различными стандартами связи. Например, в iPhone 5 установлено пять таких чипов.